生活垃圾真空管道收集系統(tǒng)（又稱垃圾氣動收集系統(tǒng)）是由瑞典某公司于1961年發(fā)明的，最早用于醫(yī)院垃圾收集，并在1967年開始拓展到住宅區(qū)裝配使用，目前已推廣至美國、日本、德國、丹麥、新加坡、中國香港等30多個國家與地區(qū)。該收集系統(tǒng)近年來已在國外發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展成為一套成熟、高效、衛(wèi)生的垃圾收集方法，尤其適用于高層公寓、密集區(qū)、商業(yè)綜合體及一些對環(huán)境要求較高的地方。該系統(tǒng)在歐洲城市新建區(qū)及衛(wèi)星城、世博會、體育運(yùn)動村等大型城市發(fā)展區(qū)使用較為普遍，在亞洲的應(yīng)用主要集中在日本、新加坡、韓國和我國香港。內(nèi)地的上海浦東國際機(jī)場、廣州市白云新國際機(jī)場、北京通州新城、中新天津生態(tài)城也都采用了該系統(tǒng)[1]。

隨著垃圾分類的推進(jìn)，以及各地對高品質(zhì)社區(qū)建設(shè)的要求，真空管道收集系統(tǒng)被逐步廣泛接納。與此同時，不同項(xiàng)目的發(fā)展要求對真空管道收集系統(tǒng)設(shè)施提出了新要求，并呈現(xiàn)出一種“量身定制”的趨勢。因此在規(guī)劃和工程設(shè)計中需要加強(qiáng)專項(xiàng)研究。

1.1 工作原理及主要設(shè)備

真空管道收集系統(tǒng)是采用重力原理和真空負(fù)壓抽吸原理，將建筑樓宇產(chǎn)生的生活垃圾通過真空管道抽至中央收集站進(jìn)行收集，其主要的設(shè)施由投放系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)和中央收集站三大部分構(gòu)成，具體設(shè)施設(shè)備和作業(yè)流程如下圖所示。該系統(tǒng)能全微機(jī)自動控制，也可選擇自動和人手操作，實(shí)現(xiàn)定時和定量收集模式同時應(yīng)用。全系統(tǒng)配置遠(yuǎn)程遙感監(jiān)控系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)反饋到中控室，實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。

真空管道收集系統(tǒng)主要設(shè)備系統(tǒng)（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

需要明確的是，真空管道收集系統(tǒng)聚焦于前端垃圾收集的問題，其目的是通過密閉管道化的收集方式，達(dá)到垃圾清潔、密閉、高效、便捷地被收集到垃圾儲存容器中，營造高端舒適清潔衛(wèi)生的人居環(huán)境。真空管道收集系統(tǒng)適宜住宅社區(qū)、城市綜合體、超高層建筑、辦公樓宇、醫(yī)院等區(qū)域投用。

1.2 設(shè)施發(fā)展演變

真空管道收集系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三代歷程：

單一混合收集。第一代產(chǎn)品主要是以解決密閉性收集為主，使用者通過在樓宇或地面公共投放口進(jìn)行垃圾投放，系統(tǒng)將所有類別垃圾通過管道抽吸至中央收集站的同一個箱體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)混合收集。該模式工程難度較低，適用性強(qiáng)，投放口面積小，能滿足高端住宅區(qū)初級密閉式垃圾收集的需求。但第一代產(chǎn)品未能在源頭實(shí)現(xiàn)垃圾分類。

第一代真空管道收集系統(tǒng)樣式示意圖（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

分類收集模式。第二代產(chǎn)品最大變化是發(fā)展成可分類收集的系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貐^(qū)的分類需求，可設(shè)置可回收（玻璃、金屬、塑料、紙類）、廚余垃圾、其他等類別的投放口。第二代產(chǎn)品也有兩階段演化，首先是通過設(shè)置多根豎管，實(shí)現(xiàn)每一類收集，一類垃圾投放口對應(yīng)一根豎管，通過自動化控制閥門開合，聯(lián)通同一根水平管，最后分別抽吸到不同類別的收集箱。此代產(chǎn)品需要建造的豎管較多，占用空間較大，投資也較大。后來通過改進(jìn)加裝轉(zhuǎn)換閥，即可僅用一根豎管可實(shí)現(xiàn)分類，大大降低成本，并節(jié)約了空間。

第二代真空管道收集系統(tǒng)樣式及管道轉(zhuǎn)換閥示意圖（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

變徑器模式。前兩代產(chǎn)品的水平管道為DN500的管徑，第三代通過在儲存節(jié)后端，匯入水平管前加裝變徑器，將垃圾進(jìn)行壓縮和破碎，從而減少在水平管輸送時需占用管道的空間，可將水平管徑縮小到DN200-DN300，從而節(jié)約了需要維持負(fù)壓的空間，每噸垃圾收集能降低了電耗60%。

第三代真空管道收集系統(tǒng)變徑器示意圖（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

1.3 應(yīng)用價值及優(yōu)勢

真空管道收集系統(tǒng)的主要應(yīng)用價值與優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）環(huán)境效益

實(shí)現(xiàn)全過程密閉式收集及運(yùn)輸，使垃圾完全“隱形”，杜絕二次污染，避免了垃圾車產(chǎn)生的噪音、異味、污水、廢氣對社區(qū)環(huán)境的影響，改善社區(qū)或建筑環(huán)境；避免細(xì)菌和病毒的逸散，同時免除垃圾在溫濕環(huán)境中產(chǎn)生惡臭異味和蚊蠅鼠蟻的滋擾，極大地降低疾病傳播的風(fēng)險；有效地支持從源頭上進(jìn)行垃圾分類收集，可實(shí)現(xiàn)多類垃圾源頭分類投放，并實(shí)現(xiàn)分類裝箱裝車和分類收運(yùn)，杜絕分類后混裝混收的現(xiàn)象。

（2）經(jīng)濟(jì)效益

能大幅提升物業(yè)的品質(zhì)和智慧化程度，從而提高開發(fā)主體品牌知名度和提升物業(yè)價值；提高工作效率，降低勞動強(qiáng)度，節(jié)省人力資源；避免垃圾收集運(yùn)輸過程中對電梯及公共區(qū)域的占用，節(jié)省寶貴土地資源和的建筑空間。

（3）社會效益

符合建設(shè)“生態(tài)環(huán)保”社區(qū)的發(fā)展方向，真正將清潔高效的智慧環(huán)衛(wèi)落實(shí)到公眾端；有利于提高垃圾分類的參與積極性，提高覆蓋率，提升準(zhǔn)確分類度；避免人員與垃圾直接接觸，杜絕對人體造成污染，改善物業(yè)保潔人員和環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境，使環(huán)衛(wèi)工作更體面更人性化；減少小范圍區(qū)域內(nèi)垃圾收集車的敞口污染運(yùn)輸，減少對交通和行人的影響。

2.1 哈默比生態(tài)城

位于瑞典斯德哥爾摩市的哈默比生態(tài)城，開發(fā)始于20世紀(jì)80年代初。在此之前該區(qū)原本是港口與工業(yè)區(qū)。隨著在70年代末居民對住宅的需求越來越高時，政府開始致力于將整個片區(qū)改建成一個大型居民住宅區(qū)。

目前該系統(tǒng)服務(wù)范圍占地約2km²，共有1.1萬座公寓，有2.6萬居民及外來1萬人工作，覆蓋了當(dāng)?shù)?400戶住戶。收集規(guī)模達(dá)26.7噸/日。垃圾分三類：可回收垃圾、不可回收垃圾、有機(jī)垃圾。投放口數(shù)量達(dá)688個，管道總長30100米，該項(xiàng)目已成為聯(lián)合國生態(tài)居住示范項(xiàng)目。

哈默比生態(tài)城真空管道收集點(diǎn)（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

2.2 中新天津生態(tài)城南部片區(qū)

中新天津生態(tài)城主要由各類科教產(chǎn)業(yè)園區(qū)和居民區(qū)構(gòu)成項(xiàng)目，建造時間為2009年，地上總開發(fā)建筑面積為500萬平方米，項(xiàng)目總占地約30平方公里，規(guī)劃居住人口約35萬人。收集系統(tǒng)覆蓋面積有8平方公里，服務(wù)住宅總量35000戶，收集規(guī)模達(dá)89噸/日，采用不可回收垃圾、廚余垃圾兩類分類模式，投放口數(shù)量超500個，管道總長達(dá)10公里，并設(shè)有四座中央收集站。該項(xiàng)目的主管單位是中新生態(tài)城環(huán)保有限公司，采用DBOO的模式，初期企業(yè)先投資建設(shè)，政府逐年返還。

中新天津生態(tài)城南部片區(qū)中央收集站布局（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

2.3 廣州金沙洲生態(tài)城

項(xiàng)目范圍為9平方公里，管線總長達(dá)20公里，垃圾收集規(guī)模達(dá)139噸/日，投放口數(shù)量超300個，服務(wù)超過4萬人。項(xiàng)目分為四個區(qū)域，因此建設(shè)了四座中央收集站。該項(xiàng)目主管單位是廣州市政府，其建設(shè)模式是政府投資建設(shè)中央收集站和公共管網(wǎng)系統(tǒng)，連接到區(qū)域內(nèi)各發(fā)展商紅線外（與煤氣和水電相似），各開發(fā)商自己投資建設(shè)物業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的垃圾收集系統(tǒng)設(shè)備，然后接入政府的公共網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)整個金沙洲片區(qū)的垃圾自動收集解決方案。

廣州金沙洲生態(tài)城中央收集站布局（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

四個區(qū)域政府總投資為3個億，其中設(shè)備投資約1個億，每個收集站約覆蓋2平方公里。該項(xiàng)目是真空管道收集系統(tǒng)開發(fā)商建設(shè)部分與政府投資部分有效銜接的探索，明晰了系統(tǒng)“走出小區(qū)”后各建設(shè)主體的責(zé)任和邊界，并就一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效銜接，為該系統(tǒng)大范圍區(qū)域的推廣使用積累了多方面經(jīng)驗(yàn)。

廣州金沙洲生態(tài)城真空收集系統(tǒng)建設(shè)模式（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

2.4 小結(jié)

通過國內(nèi)外案例分析，可以了解到真空管道收集系統(tǒng)是較為成熟的技術(shù)，在多種功能區(qū)域中有歷時較長的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了“單棟建筑-小區(qū)-片區(qū)”使用范圍的擴(kuò)大和推廣應(yīng)用。通過多年的發(fā)展，結(jié)合地區(qū)的特色和具體情況，積累了多種開發(fā)建設(shè)模式案例。基于以往相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，同時契合人們對高品質(zhì)居住環(huán)境的追求，未來對于多個地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目，均可試點(diǎn)推廣真空管道收集系統(tǒng)。

本文以深圳市某片區(qū)市政工程詳細(xì)規(guī)劃國際咨詢的相關(guān)競賽方案為例，分析和探索真空管道收集系統(tǒng)地下開發(fā)建設(shè)的模式。需要說明的是，本次競賽雖未中標(biāo)，但垃圾真空管道收集系統(tǒng)的規(guī)劃方案為高密度開發(fā)片區(qū)的環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃提供新思路和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

3.1 項(xiàng)目概況

本次規(guī)劃范圍內(nèi)有城市軌道2號線、9號線、11號線（機(jī)場快線）等軌道交通交匯，規(guī)劃未來增加穗莞深、深莞城際線和軌道交通29號線在片區(qū)設(shè)站，使該片區(qū)成為城市門戶形象突出、未來城市綜合開發(fā)價值極高的區(qū)域。

上層次規(guī)劃提出該片區(qū)地下空間整體綜合開發(fā)利用，全要素一體化設(shè)計管控，打造“立體、復(fù)合、集約、高效”的地下空間系統(tǒng)和“韌性、智慧、綠色、集約”的市政系統(tǒng)，構(gòu)筑多元復(fù)合、互聯(lián)互通的地下空間及市政利用模式。

規(guī)劃范圍示意圖（圖片來源：項(xiàng)目組繪制）

本次規(guī)劃核心范圍用地面積117公頃。項(xiàng)目要求將市政設(shè)施盡可能放于地下空間，而由于有多條城市軌道交通規(guī)劃經(jīng)過地塊，同時需布局多類市政設(shè)施，故本此工作難點(diǎn)是將環(huán)衛(wèi)設(shè)施與其他設(shè)施進(jìn)行協(xié)同和避讓。

3.2 規(guī)劃目標(biāo)與原則

根據(jù)深圳市“無廢城市”試點(diǎn)建設(shè)和生活垃圾分類的相關(guān)要求，規(guī)劃范圍內(nèi)生活垃圾分類收集覆蓋率達(dá)100%，實(shí)現(xiàn)清潔、智慧、高效的收集運(yùn)輸，打造成為深圳市“無廢城市”建設(shè)的標(biāo)桿示范社區(qū)。規(guī)劃原則如下：

（1）對標(biāo)國際一流，推動綠色發(fā)展

借鑒日本、新加坡、臺北、香港等地環(huán)衛(wèi)管理理念，對標(biāo)全球一流標(biāo)準(zhǔn)，將該區(qū)環(huán)衛(wèi)工程的建設(shè)與中國特色社會主義先行示范區(qū)的定位相匹配，積極對接和落實(shí)深圳市“無廢城市”建設(shè)的要求，推進(jìn)該片區(qū)生活垃圾源頭減量和資源化利用。

（2）堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，優(yōu)化系統(tǒng)布局

本規(guī)劃范圍地塊和地下空間錯綜復(fù)雜，需要與各建構(gòu)筑物、其他市政設(shè)施做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。同時遵循集約用地的原則，依照集約的用地標(biāo)準(zhǔn)和借鑒國內(nèi)外案例，優(yōu)化環(huán)衛(wèi)設(shè)施系統(tǒng)布局方案。

（3）善用智慧科技，突出深圳特色

應(yīng)用試點(diǎn)5G技術(shù)、AI識別、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧監(jiān)管等科技和產(chǎn)品，提高生活垃圾源頭分類覆蓋率和準(zhǔn)確度，加強(qiáng)收集運(yùn)輸過程的環(huán)境污染控制和全過程監(jiān)管，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)的穩(wěn)定性和智慧化水平，創(chuàng)建智慧環(huán)衛(wèi)場景應(yīng)用的先進(jìn)模式。

3.3 生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測

本次規(guī)劃采用人均指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測公式如下：

Q= R × q × e ×10

式中 Q為生活垃圾日產(chǎn)生量，t/d；R為規(guī)劃區(qū)人口規(guī)模，萬人；q為日人均生活垃圾產(chǎn)生量；e為垃圾產(chǎn)生量變化系數(shù)。

本區(qū)域規(guī)劃服務(wù)人口為18-22萬人，市政設(shè)施規(guī)劃按上限考慮，即服務(wù)人口為22萬人。人均生活垃圾產(chǎn)生量與區(qū)域社會和經(jīng)濟(jì)水平有一定的相關(guān)關(guān)系，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高、消費(fèi)水平越高，人均產(chǎn)生量越大。目前深圳市人均垃圾產(chǎn)生量為1.4千克/人·日（按常住人口折算），按照“無廢城市”試點(diǎn)建設(shè)的路徑發(fā)展，源頭減量和綠色生活理念逐步普及，人均垃圾量可維持現(xiàn)有水平；根據(jù)《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃規(guī)范》，日人均生活垃圾產(chǎn)生量經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)（0.8-1.8kg/人·d）；加之該區(qū)域主要為商務(wù)辦公和商業(yè)區(qū)，職住分離比例較大，人口流動性較強(qiáng)，因此取1.4千克/人·日作為人均產(chǎn)生量預(yù)測指標(biāo)，產(chǎn)生量變化系數(shù)取1.2。最終垃圾產(chǎn)生量=22 × 1.4 × 1.2 ×10 =370噸/日。

3.4 設(shè)施規(guī)劃方案

（1）整體環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃

規(guī)劃逐步建立嚴(yán)格的垃圾分類投放、密閉收集、清潔高效、智能便捷的收集運(yùn)輸系統(tǒng)。根據(jù)《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)生活垃圾分類管理?xiàng)l例》（送審稿）規(guī)定，深圳將在全市實(shí)行易腐、可回收、其他和有害垃圾四分類，因此本區(qū)域的分類模式也應(yīng)遵循四分類模式。

生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)劃布局圖（圖片來源：作者繪制）

為使本區(qū)域?qū)崿F(xiàn)垃圾分類收集全覆蓋，規(guī)劃布局東、中、西3座地下智能垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。涵蓋轉(zhuǎn)運(yùn)的垃圾類別有易腐垃圾、其他垃圾、再生資源（含可回收垃圾）、大件垃圾等。其中1#和2#轉(zhuǎn)運(yùn)站在綠地地下獨(dú)立占地建設(shè)，3#附建于地塊規(guī)劃建筑地下。

生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站覆蓋范圍圖（圖片來源：作者繪制）

片區(qū)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)劃一覽表（圖片來源：作者繪制）

（1）真空管道收集規(guī)劃方案

▪ 覆蓋規(guī)模與分類口設(shè)置

通過對比已出讓地塊和未出讓地塊，以及對規(guī)劃路網(wǎng)進(jìn)行管道敷設(shè)適宜性分析，得到適宜覆蓋真空管道收集系統(tǒng)的未出讓地塊面積達(dá)22公頃，可涵蓋80%的未出讓地塊（不計綠地），覆蓋規(guī)劃建筑面積約235萬平方米。通過面積比例和大致服務(wù)人口的分布，預(yù)測覆蓋區(qū)域產(chǎn)生的生活垃圾量為100t/d。

根據(jù)深圳將在實(shí)行的四分類模式，考慮到本規(guī)劃區(qū)域用地性質(zhì)和人群特點(diǎn)，在樓層內(nèi)可設(shè)置易腐、可回收、其他三類真空管道投放口，有害垃圾每單元獨(dú)立設(shè)置收集儲存點(diǎn)。其中易腐垃圾指住宅區(qū)產(chǎn)生的家庭廚余，以及辦公區(qū)產(chǎn)生的食物垃圾。

▪ 真空管網(wǎng)規(guī)劃

本次規(guī)劃在規(guī)劃范圍內(nèi)部分試點(diǎn)覆蓋垃圾真空管道收集系統(tǒng)，選取未出讓地塊作為考慮試點(diǎn)的范圍。根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)站布局情況，適宜以1#智能垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站作為真空管道收集系統(tǒng)的中央收集站，并以此為中心，考慮覆蓋范圍，規(guī)劃布局如圖所示。

真空管道管網(wǎng)規(guī)劃圖（圖片來源：作者繪制）

根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)適用性考慮，由中央收集站外延的真空管道一側(cè)不宜超過1.5公里。規(guī)劃水平真空管道（干管）總長2.6公里，預(yù)留管徑敷設(shè)規(guī)格是DN500，埋深1.2~1.5米，并在擬覆蓋地塊側(cè)預(yù)留支管接口。水平真空管適宜敷設(shè)在人行步道；若人行步道條件不允許，在車行道則適宜敷設(shè)在兩側(cè)，便于檢修。

垃圾真空管道收集系統(tǒng)管網(wǎng)概念性布局透視圖（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

在建筑內(nèi)部，每處投放口設(shè)置易腐、可回收、其他三類投放口，每處投放口連接的豎管只需要設(shè)置一根，管徑預(yù)留為DN500，通過智能控制各類垃圾儲存節(jié)與轉(zhuǎn)向閥的對接，實(shí)現(xiàn)分類收集。

管網(wǎng)吊頂布設(shè)實(shí)景圖（圖片來源：項(xiàng)目組拍攝）

▪ 中央收集站規(guī)劃

工程經(jīng)驗(yàn)表明，一套真空管道收集系統(tǒng)的適宜負(fù)荷為25d/t。本區(qū)域規(guī)劃真空管道收集系統(tǒng)收集規(guī)模達(dá)100d/t，因此需要4套系統(tǒng)。根據(jù)深圳市壹方中心、天津中新生態(tài)城等案例經(jīng)驗(yàn)，一套帶分類的系統(tǒng)其中央收集站的占地為400~500平方米，即需要在1#智能垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站預(yù)留1600~2000平方米作為真空收集系統(tǒng)的中央收集站。

中央收集站內(nèi)部實(shí)景圖（圖片來源：項(xiàng)目組拍攝）

▪ 室外投放口規(guī)劃

在未出讓地塊的室外公共建筑區(qū)域，每個地塊至少設(shè)置2處室外投放口，便于居民或路人也可實(shí)現(xiàn)密閉分類投放。

對于水平管道沿線兩側(cè)的已出讓地塊，可考慮在室外地面一層設(shè)置投放口，通過支管與水平主管銜接，實(shí)現(xiàn)下樓分類投放。

室外投放口（圖片來源：項(xiàng)目組拍攝）

垃圾真空管道收集系統(tǒng)經(jīng)過多點(diǎn)發(fā)展，已經(jīng)能滿足前端垃圾分類和密閉化收集的需求，對應(yīng)用范圍內(nèi)的環(huán)境改善有較大的幫助，同時能提高區(qū)域智慧化環(huán)衛(wèi)作業(yè)水平。通過應(yīng)用和規(guī)劃案例總結(jié)，可知該系統(tǒng)要真正落地并發(fā)揮最大優(yōu)勢，需在前期規(guī)劃中做好設(shè)施規(guī)劃設(shè)計工作，水平真空管網(wǎng)需與市政管線、地塊內(nèi)部設(shè)施和建筑協(xié)調(diào)，同時需要對中央收集站進(jìn)行規(guī)劃布局和用地指標(biāo)確定，并建議將其下沉，充分利用地下空間，與管網(wǎng)相銜接。